Síntese e caracterização de geopolímeros a partir da utilização de resíduos industriais

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Bach, Natalia Smaniotto
• Orientador(a): Matoski, Adalberto
• Banca de defesa: Matoski, Adalberto , Medeiros, Arthur , Marques Filho, Jose
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Resíduos como material de construção; Carvão - Minas e mineração; Resíduos de vidro - Reaproveitamento; Rejeitos (Metalurgia); Polímeros; Waste products as building materials; Coal - Mines and mining; Glass waste - Recycling; Tailings (Metallurgy); Polymers
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27182

Com a crescente preocupação ambiental, há necessidade de minimizar as emissões de CO2 oriundas das indústrias de cimento e ao mesmo tempo desenvolver produtos semelhantes ao cimento que possam reduzir o impacto ambiental. Os geopolímeros são desenvolvidos a partir de materiais precursores aluminossilicatos ativados em meio altamente alcalino através do processo de geopolimerização. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de utilização dos resíduos de carvão mineral e de vidro no desenvolvimento de pastas geopoliméricas. As misturas desenvolvidas foram compostas por quatro traços distintos. A solução ativadora foi composta por hidróxido de sódio (NaOH) dissolvido em 10M, 12M e 14M e silicato de sódio alcalino (Na₂SiO₃) na proporção 1:2. As relações líquido/sólido foram fixadas em 0,4; 0,6 e 0,8. As pastas produzidas foram mantidas em cura térmica à 65°C nas primeiras 24h, após, foram mantidas em câmara climatizada até os 28 dias de cura. Os ensaios realizados nos produtos sintetizados foram resistência à compressão, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-x (DRX) e termogravimetria. O traço contendo 25% de resíduo de carvão e 75% de resíduo de vidro apresentou melhor resistência à compressão a medida que a relação líquido/sólido diminuiu, atingindo 23,34 MPa para l/s 0,4 com concentração de 12M. As análises de MEV/EDS indicaram a presença do gel aluminossilicato NA-S-H composto por Na, Si e Al e gel C-A-S-H oriundo principalmente do aumento do cálcio presente no precursor. Os traços com maior quantidade de resíduo de carvão apresentaram partículas soltas que não reagiram no momento da geopolimerização deixando a estrutura fraca ou pouco ligada. Nos traços com maior proporção de resíduo de carvão, as análises de DRX indicaram que os produtos formados estão em um estado intermediário entre os estados amorfo e o semicristalino. As análises de DRX das amostras contendo vidro em sua maior proporção indicaram a presença da gismondina, característico da formação de aluminossilicatos hidratados proveniente da geopolimerização. Nas análises de termogravimetria foram observados eventos de perda de massa, todos inferiores a 5%, isto por causa da desidroxilação dos géis de aluminossilicatos hidratados formados durante a geopolimerização. Portanto, os resíduos de carvão e vidro tem potencial para serem utilizados em matrizes geopoliméricas, viabilizando aplicações como contrapisos, calçadas, blocos de concreto, fundações, entre outros.